Question

I．在探究摩擦力的實驗中，用傳感器（其余電路部分未畫）水平拉一放在水平桌面上的小木塊，如圖1所示，小木塊的運動狀態與計算機的讀數如下表所示（每次實驗時，木塊與桌面的接觸面相同），則通過分析下表可知以下判斷中正確的是

 

實驗次數	小木塊的運動狀態	計算機讀數（N）
1	靜止	2.2
2	靜止	3.4
3	直線加速	3.8
4	直線勻速	3.2
5	直線減速	1.9
6	靜止	1.2

A．木塊受到的最大靜摩擦力為3.8N
B．木塊受到的最大靜摩擦力可能為3.4N
C．在這六次實驗中，木塊受到的摩擦力大小有三次是相同的
D．在這六次實驗中，木塊受到的摩擦力大小各不相同
II．有一個小燈泡上標有“4V，2W”的字樣，現在要用伏安法測量這個小燈泡的伏安特性曲線．現有下列器材供選用：

 

A．電壓表V1（0～5V，內阻約10kΩ）B．電壓表V2（0～10V，內阻約20kΩ）
C．電流表A1（0～0.3A，內阻約1Ω）D．電流表A2（0～0.6A，內阻約0.4Ω）
E．滑動變阻器R1（0～10Ω，2A）F．滑動變阻器R2（0～100Ω，0.2A）
G．學生電源（直流6V）、開關及導線
（1）為了調節方便，測量盡可能準確，實驗中應選用電壓表

 

，電流表

 

，滑動變阻器

 

．（填器材的前方選項符號，如A，B）
（2）為使實驗誤差盡量減小，要求從零開始多取幾組數據；請在圖2的方框中畫出實驗電路圖．

（3）某同學通過實驗得到的數據畫出了該小燈泡的伏安特性曲線，如圖3所示，若用電動勢為4.0V、內阻為8Ω的電源直接給該小燈泡供電，則該小燈泡的實際功率是

 

W．
（4）P為上圖中圖線上的一點，PN為圖線上P點的切線、PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，下列說法中正確的是

 

A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大
B．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻減小
C．對應P點，小燈泡的電阻約為5.33Ω
D．對應P點，小燈泡的電阻約為24.0Ω

Answer 1

分析：I．（1）物體靜止或勻速直線運動時受到平衡力的作用．
（2）二力平衡的條件：大小相等，方向相反，作用在同一條直線上，作用在同一個物體上．
（3）滑動摩擦力大小跟壓力大小和接觸面的粗糙程度有關，跟接觸面積，運動速度無關．
II．（1）儀表的選擇應本著安全準確的原則；電壓表要測量燈泡兩端的電壓，故應通過燈泡的額定電壓值判斷需要的電壓表；由流過燈泡的電流判斷需要的電流表；由題意判斷需要的滑動變阻器；
（2）根據滑動變阻器分壓及限流接法的不同作用，結合題意選擇滑動變阻器的接法；由電流表、電壓表與燈泡內阻間的大小關系確定電流表的接法．
（3）畫出電源的U-I曲線，與小燈泡伏安曲線的交點對應的電壓和電流即為此時小燈泡的實際電壓與電流，根據P=UI即可求得實際功率；
（4）根據電阻的定義R=

U

I

，電阻等于圖線上的點與原點連線的斜率的倒數，斜率逐漸減小，電阻逐漸增大．對應P點，燈泡的電阻等于過P點的切線斜率的倒數．

解答：解：I．A、第二次實驗，木塊保持靜止，拉力3.4N，
第三次實驗，直線加速，拉力3.8，說明拉力大于滑動摩擦力．
第四次實驗，直線勻速，拉力3.2N，拉力等于滑動摩擦力．
最大靜摩擦力比滑動摩擦力略大一點，故A錯誤，B正確．
C、在這六次實驗中，木塊有三次運動，即有三次受滑動摩擦力，所以木塊受到的摩擦力大小有三次是相同的，故C正確．
D、根據C選項分析，故D錯誤．
故選BC．
II．：（1）因燈泡的額定電壓為4V，為保證安全選用的電壓表量程應稍大于4V，但不能大太多，量程太大則示數不準確；故只能選用A電壓表；
由P=UI得，燈泡的額定電流I=

P

U

=

2

4

A=0.5A，故電流表應選擇0～0.6A的量程，故選D；
變阻器用分壓接法，應選小阻值的E．
（2）燈泡內阻R=

U2

P

=8Ω，電壓表遠大于燈泡內阻，應采用電流表外接法；
而由題意要求可知，電壓從零開始變化，并要多測幾組數據，故只能采用滑動變阻器分壓接法，而分壓接法中應選總阻值小的滑動變阻器，
電路圖如圖所示：
（3）根據閉合電路歐姆定律得：U=E-Ir，則有U=4-8I，畫出U-I圖象如圖所示，
交點對應的電壓與電流即為小燈泡此時的實際電壓與電流，所以小燈泡兩端電壓為1.2V，電流I=O.35A，
所以實際功率為P=UI=1.2×0.35W=0.42W
（4）A、B圖線的斜率逐漸減小，說明電阻逐漸增大．故A正確，B錯誤；
C、D對應P點，小燈泡的電阻為R=

U

I

=

2.4

0.45

=5.33Ω，故C正確，D錯誤．
故選AC
故答案為：I．BC
II．（1）A，D，E；
（2）如圖所示
（3）0.42 W；
（4）AC

點評：I．（1）掌握二力平衡條件；（2）掌握物體靜止和勻速直線運動時物體受到平衡力的作用．
II．本題考查實驗中的儀表選擇及接法的選擇；應注意滑動變阻器分壓及限流接法的區別及應用，同時還應明確內外接法的不同及判斷．